文章摘要：
哺乳動物細胞培養(yǎng)系統(tǒng)主要可以根據(jù)它們的形態(tài)，細胞類型對其進行分類。形態(tài)區(qū)分為：成纖維細胞或成纖維細胞樣細胞，上皮樣細胞和淋巴細胞樣細胞。根據(jù)其來源，可以將細胞分為永生化細胞系，原代細胞和干細胞（包括患者特異性細胞）。

哺乳動物細胞培養(yǎng)是生命科學的基本支柱之一。 如果沒有在實驗室中培養(yǎng)細胞的能力，那么細胞生物學，免疫學或癌癥研究等學科的快速發(fā)展將是不可想象的。 哺乳動物細胞培養(yǎng)系統(tǒng)主要可以根據(jù)它們的形態(tài)，細胞類型對其進行分類，此外我們還介紹一下觀看細胞所需要的顯微鏡的基本信息。

（一）細胞類型
哺乳動物細胞培養(yǎng)系統(tǒng)中的一個區(qū)別是細胞類型。 根據(jù)其來源，可以將細胞分為永生化細胞系，原代細胞和干細胞（包括患者特異性細胞）。
 

使用中最常見的細胞類型是永生化的細胞，這些細胞要么來源于癌組織，要么已被癌基因轉染。 由于其惡性背景，它們會無限期分裂。 這個事實使它們非常容易作為細胞系進行培養(yǎng)。 它們也功能強大且價格適中。

另一方面，應該考慮到永生化的細胞的突變遺傳背景不再非常接近自然，隨著細胞分裂而發(fā)生遺傳漂移，一個非常突出的例子是源自宮頸癌的 HeLa 細胞系。 與正常人細胞的 46 條染色體相比，它們的細胞核大約有 80 條染色體。 其他常用的永生細胞系：HEK，A549，Jurkat，MDCK，COS 或 Vero 細胞等等。
 

2. 原代細胞

原代細胞（primary culture cell）是指從機體取出后立即培養(yǎng)的細胞。有人把培養(yǎng)的第1代細胞與傳10代以內的細胞統(tǒng)稱為原代細胞培養(yǎng)。此時的細胞保持原有細胞的基本性質。原代細胞比永生細胞系更難培養(yǎng)。 存活率很低，很多沒有分裂。分離的原代細胞有兩種類型：

• 貼壁細胞/錨定依賴細胞 — 需要附著生長的細胞稱為錨定依賴細胞。貼壁細胞主要來自器官組織（如腎臟），在那里它們不能移動并嵌入結締組織中。

• 懸浮細胞/錨定獨立細胞 — 不需要附著即可生長或不附著于培養(yǎng)容器表面的細胞稱為錨定獨立細胞 / 懸浮細胞。所有懸浮培養(yǎng)物均來自血液系統(tǒng)的細胞（因為這些細胞在體外懸浮于血漿中，例如淋巴細胞）。

圖 2：原代神經(jīng)元細胞培養(yǎng)

原代細胞與永生化細胞系的比較

性質	原代細胞	永生化細胞系
壽命和細胞增殖	是有限的（即限于較少次數(shù)的細胞分裂）	是無限的，
一致性	捐贈者和制劑之間存在差異	差異很小
遺傳完整性	通過細胞倍增保留體內組織遺傳組成	隨著細胞分裂而發(fā)生遺傳漂移（未知突變）
生物學相關性	較接近地模仿體內細胞的生理學	即使在高代次，也能夠相對維持細胞在體內的生物學特性
易于使用性（凍融和使用）	需要優(yōu)化的培養(yǎng)條件和謹慎處理	成本相對低廉，容易培養(yǎng)
花費的時間和費用	需要較多時間和較少細胞	需要較少時間和較多細胞

3 . 干細胞
干細胞是人體的原始細胞。它們可以從非專用細胞分化為具有專用特征和功能的專用組織細胞。因此，它們分為幾類。多能干細胞是用途最廣泛的干細胞，能夠分化為任何種類的人體細胞。與多能干細胞相比，多能干細胞顯示出有限的分化范圍。雙能干細胞只能發(fā)育成兩種不同的細胞類型。干細胞除了分化成特殊的細胞類型外，還可以自我更新。

干細胞的來源各不相同，通常胚胎干細胞它們是從胚胎中獲得的�？梢詮哪承┙M織中提取其他組織，例如骨髓中含有血液干細胞。這些類型的細胞稱為「組織特異性」或「成人」干細胞。出于道德倫理角度考慮，很難從活的動物或人類身上獲得干細胞。這就是為什么誘導已經(jīng)分化的人體細胞轉化為干細胞的機會引起了很多興趣。僅用四個基因（c-Myc，klf- 4，oct- 4，sox- 2）轉染即可對體細胞進行重編程，從而產生所謂的誘導多能干細胞（iPSC）。

尤其是在臨床環(huán)境中，iPSC 非常重要，因為研究人員能夠獲得疾病特異性甚至患者特異性的細胞來找到治療方法。這種個性化的藥物有望帶來非常有效的療法。

（二）細胞形態(tài)
哺乳動物細胞培養(yǎng)系統(tǒng)可以根據(jù)幾種不同的特征進行細分。最明顯的是它們的形態(tài)，由于顯微鏡的出現(xiàn)，人們可以區(qū)分成纖維細胞或成纖維細胞樣細胞，上皮樣細胞和淋巴細胞樣細胞。
 

1. 成纖維細胞或成纖維細胞樣細胞是雙極或多極的，并呈細長形（圖 3）。成纖維細胞胞體呈梭型或不規(guī)則三角形，中央有卵圓形核，胞質突起，生長時呈放射狀。除了真正的成纖維細胞外，凡由中胚層間充質起源的組織，如心肌、平滑肌、成骨細胞、血管內皮等常呈本型狀態(tài)。另外，凡在培養(yǎng)中細胞的形態(tài)與成纖維類似時皆可稱之為成纖維細胞。體外培養(yǎng)的成纖維細胞多為梭形、多角形和扁平星形等，其形態(tài)尚可依細胞的功能變化及其附著處的物理性狀不同而發(fā)生改變。處于成熟期或稱靜止狀態(tài)的成纖維細胞，胞體變小，呈長梭形，粗面內質網(wǎng)和高爾基復合體均不發(fā)達。它具有較強的分裂增殖能力，適應性強，是最容易培養(yǎng)的動物細胞類型之一。
 

2. 上皮樣細胞具有多邊形形狀，通常顯示出更規(guī)則的尺寸。它們生長在離散的貼片上附著在基底上（圖 3）。這些細胞的胞核呈圓形或卵圓形，染色質少，甚至可呈空泡狀，核內可有1～2個核仁，胞漿豐富，染成淺紅色。根據(jù)其形態(tài)與上皮細胞相似，故稱類上皮細胞，也叫上皮樣細胞。此細胞來源于血液單核細胞或組織巨噬細胞。
 

3. 淋巴母細胞樣細胞呈球形，通常在懸浮液中生長（圖 3）。與成纖維細胞或上皮樣細胞相反，它們不附著在表面上。淋巴母細胞樣細胞的一個很好的例子是血細胞。
 

成纖維細胞（左）具有雙極或多極形狀。    上皮樣細胞（中）顯示出更規(guī)則的尺寸，而淋巴母細胞樣細胞   （右）則呈圓形并在懸浮液中生長
圖 3：哺乳動物細胞可以根據(jù)其形態(tài)進行區(qū)分。

（三）細胞培養(yǎng)和顯微鏡
當我們談到細胞培養(yǎng)用的顯微鏡時，該顯微鏡必須具備某些基本特征——倒置顯微鏡。 在這種倒置顯微鏡配置中，物鏡安裝在培養(yǎng)皿下方，培養(yǎng)皿放置在顯微鏡平臺上，聚光鏡安裝在上方。 只有通過這種設置，物鏡才能足夠接近樣品。 此外，通過這種構造，研究人員在樣品周圍具有更多的自由空間（圖 4）。
 

圖 4：只有倒置顯微鏡（物鏡在樣品下方，聚光鏡在上方）才能保證物鏡離樣品足夠近。 此外，這種設置需要在標本上方留出更多空間，因此可以將整個細胞工廠放在工作臺上。
 

借助于顯微鏡，研究人員可以判斷細胞數(shù)量和融合度（圖 5）。
 

圖 5：細胞匯合度表示為細胞過度生長的面積百分比。 這些圖像從左到右顯示：15% 融合，60% 融合和 100% 融合。